Содержание
Продавливание стальных футляров — это метод бестраншейной прокладки металлических труб диаметром 800, 1000, 1200, 1400мм и более. Максимальная длина продавливания — 80 метров. Более длинные футляры прокладываются либо микротоннелированием, либо ГНБ бурением.
Технология и этапы метода продавливания стальных футляров.
Суть метода продавливания стальных футляров состоит в том, что стальной металлический футляр вдавливается в грунт коткрытым концом с помощью гидравлических домкратов. Для того, что бы уменьшить трение футляра в грунте, конец трубы оснащен ножом. В процессе продавливание грунт переходит в трубу, а затем его вручную разрабатывают и выводят из забоя.
1 этап. Разработка укрепленного котлована шириной не менее 3,5 метра в чистоте, длинной не менее 4 метра. Глубина котлована должна быть на 0,5 метра ниже лотка рабочей трубы.
2 этап. Заливка упорной железобетонной стенки, которая служит упором для гидравлических домкратов.
3 этап. Монтаж силового оборудования в котловане. Гидравлический агрегат может состоять из одного, двух, трех или четырех гидроцилиндров, смонтированных на общей раме, в зависимости от сложности работ. Домкраты развивают усилие от 100 до 500 тонн.
4 этап. Циклическое вдавливание трубы. Оно происходит посредством переключения домкратов на прямой и обратный ход. Стальной футляр подается в котлован отрезками длиной от 1м (в зависимости от длинакотлована) и сваривается с уже проложенной трубй. Скорость проходки 4-5 м. в день.
5 этап. Ручная разработка грунта внутри футляра, погрузка его на тележки и вывод из забоя на поверхность земли в отвал или на самосвал. Разработка грунта осуществляется поэтапно, по мере продавливания футляра в грунт.
Основные элементы установки для продавливания.
Устройство продавливания футляров состоит из:
- силового агрегата на раме, который включает в себя от 1 до 4 гидроцилиндов;
- пульта управления;
- нажимной плиты, направляющих секций;
- гидравлического привода с дизельным двигателем;
- башмака упорного;
- комплекта шлангов высокого давления;
- крана СПК.
Область применения и преимущества метода продавливания стальных футляров.
Метод продавливания грунта идеально подходит для выполнения проколов под автомобильными и железнодорожными путями, а так же другими сооружениями. Применение этой бестраншейной технологии позволяет производить все работы с минимальной рабочей силой, на производство требуется в среднем 3-4 рабочих.
Этим методом прокладываются футляры для сетей водопровода, напорной и самотечной канализации, футляры для теплосетей, нефте и газопроводов, различных продуктопроводов.
Основными достоинствами метода продавливания стальных футляров являются возможность прокладки стальных футляров большого диаметра, высокая скорость проводимых работ, а так же относительно низкие затраты на строительство трубопровода.
Стоимость работ.
Ориентировочная стоимость работ по прокладке стальных футляров методом продавливания, без цены самого футляра:
Диаметр 800мм — 20 000 — 23 000 рублей.
Диаметр 1000мм — 22 000 — 26 000 рублей.
Диаметр 1200мм — 25 000 — 28 000 рублей.
Диаметр 1400мм — 26 000 — 32 000 рублей.
Указанные цены являются ориентировочными и зависят от сложности работ и общего объема. Для того, что бы уточнить стоимость работ, оформите заявку или позвоните по телефону +7 (495) 226-18-50.
Альтернативный способ прокладки стальных футляров, который не требует устройство котлована с упорной стенкой — метод Грундорам.
Прокладка труб отличается своей сложностью и трудоемкостью, чтобы качественно ее произвести, необходимо выполнить большой объем подготовительных работ. В статье пойдет речь о коммунально-сетевых трубопроводах.
Существуют магистральные, технологические и коммунально-сетевые трубопроводы. Все они отличаются по своему назначению. Магистральные трубопроводы используются для перемещения жидких и газообразных веществ на большие дистанции. Технологические предназначены для обслуживания объектов промышленного типа. По ним транспортируют сырье, топлива и аналогичных веществ. Коммунально-сетевые трубопроводы используются для перемещения газа, воды и проведения канализаций.
Необходимые материалы
Выбор материала труб — весьма ответственная задача. Если подойти к ней недостаточно тщательно, то в дальнейшем это скажется на эксплуатационных качествах трубопровода. Чаще всего для их прокладки используются металлы и полимеры. Хорошо проявляет себя сталь и чугун. Еще демонстрирует высокие показатели качественная медь. Это то, что относится к металлам. Среди полимерных материалов выбор гораздо шире: множество видов полиэтилена, полипропилен и так далее. Определенной популярностью пользуются укрепленные стекловолокном и алюминием трубы.
У всех из представленных материалов имеются определенные особенности, благодаря которым они и стали популярными. На отечественном рынке наиболее востребованы стальные трубы для монтажа трубопровода. Связано это с низкой стоимостью материалов. Но у нее ряд недостатков: такие трубы подвержены коррозийному воздействию, требуют покраску, монтаж отличается своей сложностью.
Как уже было упомянуто выше, медные трубы также используют в трубопроводах. Данный материал отличается долгим сроком эксплуатации, но еще и дороговизной. Медные трубы устойчивы к коррозии, зарастанию сечения, переносят высокие и низкие температуры, а также их перепады. Такой трубопровод прослужит очень долго, но и затраты на него будут соответствующие.
Среди полимерных материалов чаще всего выбирают полипропилен. Такие трубы стоят относительно дешево, при этом обладают высокими эксплуатационными характеристиками и долговечные.
Существует два используемых сейчас типа прокладки трубопроводов наружного устройства: открытый (вскапывание земли) и закрытый (его еще называют бестраншейный. Он реализуется проколами, продавливанием, бурениями или проходкой. Рассмотрим их все более подробно.
Открытый способ прокладки трубопроводов
В основном открытый метод прокладки трубопровода применяется в обстоятельствах, когда отсутствует необходимое оборудование для реализации закрытого. Поскольку данный вариант относится к компромиссным, он обладает рядом недостатком: необходимость больших расходов, разрушения ландшафта с последующим его восстановлением, временная приостановка работы предприятий, находящихся в зоне работ, затруднение перемещения и так далее.
Открытый метод прокладки трубопровода и канализаций заключается в выкапывании траншей нужной глубины с их последующим укреплением и размещением самих труб. Задача состоит из нескольких этапов.
- Выкапывание траншеи, ее выравнивание;
- Укрепление траншеи;
- Отсыпка подушки;
- Укладка трубопровода;
- Укрывание труб;
- Закрытие траншеи;
- Восстановление ландшафта территории или дорожного покрытия.
Прокладка открытого трубопровода связана с крупными расходами и большим объемом работ. Поэтому чаще всего используется закрытый метод. Он сохраняет окружающую среду, более экономичный, а еще не препятствует жизнедеятельности населенного пункта.
Закрытые технологии широко применяются внутри городов, но также задействованы и за их пределами. Таким методом прокладываются коммуникации под водными сооружениями, в природных заповедниках, а также под рельефами, в районе которых не получится реализовать открытый трубопровод. К ним относятся болота, овраги, каньоны и так далее.
Горизонтально направленное бурение
Закрытая прокладка трубопровода — высокотехнологичный процесс, реализуемый благодаря использованию буровых комплексов. Раздел посвящен описанию горизонтально направленного бурения (подробнее: "Преимущества прокладки труб методом ГНБ – как выполняются работы"). Это оптимальный вариант укладки труб закрытым способом.
Процесс горизонтально направленного бурения:
- Бурение пилотной скважины. На этом этапе задействовано навигационное оборудование, придающее ей направление.
- Расширение скважины до необходимых размеров.
- Укладка труб.
Пилотную скважину еще называют экспериментальной. Ее бурение является самым важным этапом в прокладке закрытых труб. Для этого используется буровая головка с интегрированным излучателем. Она крепится к гибкой приводной штанге. Благодаря этому рабочие смогут контролировать процессом бурения. В такой системе присутствует отверстие, куда подается специальный раствор, охлаждающий установку снижающий трения и защищающий скважину от разрушений.
В буровой головке имеется передатчик. Он отсылает сигналы на локатор, так она и управляется. Основная ответственность лежит на операторе. Он регулирует положение головки, контролируя весь процесс бурения. Его задача — не допустить отклонение в скважине от проектной траектории. Горизонтально направленное бурение — сложный процесс с высоким уровнем автоматизации. Для реализации данного метода необходимо точное планирование и современное оборудование.
Направленный прокол
Метод направленного прокола заключается в использовании пневмопробойников для проходки скважин. В них затем затягиваются трубы, диаметр которых не превышает 400 мм. У пневмопробойника цилиндрический корпус. В нем находится ударник и воздухораспределительная система. На корпус выпускается сжатый воздух, а затем наносятся удары, так он двигается.
Ключевой особенностью метода прокола считается быстрота его реализации за счет скорости работы пробойника. Кроме того, в небольшой степени уплотняется друг от друга. Больше всего преимущества дают о себе знать при прокладке нескольких трубопроводов неподалеку или вблизи с инфраструктурой.
Метод продавливания
Метод продавливания предназначен для укладки металлических труб большого диаметра (от 800 мм). А одной из его главных особенностей является отсутствие необходимости выкапывания траншеи. Данный способ используется для трубопроводов не длиннее 80 метров. Суть метода заключается в том, что гидравлические домкраты вдавливают стальной футляр с ножом на конце в землю. Она высыпается в трубы, далее их необходимо вычищать вручную.
Данный метод широко используется при укладке трубопроводов под различными сооружениями, автострадами и рельсами. Также он задействован при проведении водо-, нефте- и газопроводов, монтаже канализаций. Помимо того, что таким способом можно использовать трубы большого диаметра, имеются и другие преимущества: относительно небольшие расходы и скорость работ.
Бурошнековое бурение
Существует способ укладки трубопроводов с помощью специального оборудования — шнековых буровых машин. При этом бурение идет в приемный котлован из рабочего. А значит, не требуется выход на поверхность. Данный метод подходит для прокладки трубопроводов закрытым способом до ста метров из стальных, бетонных или полимерных труб (100 – 1700 мм в диаметре). Он отличается высокой точностью, максимальное отклонение не будет превышать 30 мм. Сам трубопровод получится ровным, без провисаний. Такой метод часто используется при монтаже самотечных канализаций, при укладке труб под железнодорожными путями или в зоне коммуникаций домов.
Монтаж внутренних трубопроводов
В СНиП 3.05.01-85 регламентирован устройство внутренних трубопроводов. Документ действует также на системы водоснабжения, климатическое оборудование, отопление, водостоки и аналогичные коммуникации.
Основные принципы работы
Если планируется реализовывать трубопровод диаметром не больше 50 мм, то используются стальные трубы. В остальных случаях больше подходят чугунные. Водопровод должен располагаться от других коммуникаций на расстоянии от полутора метров. Если он проходит через стену здания, то его необходимо защитить от возможных осадок. Магистральные водопроводы в зданиях с большим человекопотоком проводят в подвалах, на промышленных объектах его размещают на техническом этаже или в чердачном помещении. Читайте также: "Как выполняется прокладка магистральных трубопроводов, какие трубы используются".
При прокладке горизонтальных трубопроводов необходимо сохранять уклон до 0.005 градусов в сторону ввода. Делается так для стока воды из труб при ремонте. Водопроводы проводятся вместе с установкой различной арматуры: смывные и водоразборные краны, смесители, вентили, обратные клапаны и задвижки.
При прокладке труб необходимо оставлять расстояние в 15 – 20 мм от стен с небольшим уклоном к водоразборным кранам. В крайних низких магистралях сети размещаются пробки для выпуска воды. Максимальное отклонение стояков от вертикали составляет 2 мм на метр сети. Если магистраль проходит через стены или перекрытия, то эти участки дополнительно укрепляются гильзами из кровельной стали.
Особенности
Водоотвод можно реализовывать через местную систему либо централизованно. Первый вариант используется для удаления сточных вод объемом не больше 12 кубических метров в сутки, когда отсутствует городская канализация. При этом необходимо большое внимание уделять безопасности окружающей среды. Нельзя откачивать загрязненную воду, которая может нанести вред почве. И необходимо придерживаться суточного ограничения.
Для прокладки внутренней канализации в основном используют пластмассовые или чугунные трубы (подробнее: "Как выполняется прокладка канализационных труб – пошаговое руководство с примерами"). В некоторых ситуациях также берут асбестоцементные трубы. Процедура начинается со сборки вертикальных стояков. При подключении унитаза диаметр стояка должен равняться 100 мм. К другим источникам подходит и 50 мм. Вытяжные трубы размещают над канализационными стояками, диаметр которых больше на 50 мм. А выходить они должны на 70 см над кровлей.
Чтобы канализационные трубы можно было прочищать внутри здания, они оборудуются ревизиями. Их размещают в местах соединения или поворота. Размещаются они на удалении не более 12 м, если труба 50 мм диаметром, когда 100 мм, то расстояние составляет 15 м. Отпуск сохраняется также под санитарными приборами.
От смотрового колодца размещают выпуск канализации. Для его реализации проделывают отверстие в основании сооружения диаметром 40 см. Когда труба уже проведена, его заделывают с помощью глины и цемента. Расстояние выпуска между колодцем и стояком не должно быть больше 10 м, если диаметр трубы равен 50 мм. Если же он 150 мм, то длина становится 20 м.
Размещаются смотровые колодцы на поворотах магистрали либо рядом с местами присоединения. При этом расстояния между ними должно начинаться от 40 метров. Закладываются смотровые колодцы из железобетонных колец. Глубина конструкции зависит от особенностей канализации.
Исходя из уровня промерзания грунта, определяется глубина прокладки наружной канализации (детальнее: "Какая глубина прокладки канализационной трубы будет оптимальной в каждом конкретном случае"). Канализационные трубы укладываются таким образом, что раструбы проходят навстречу течению воды. Они размещаются на плотный грунт либо заготавливается песчаная подушка в 10 см для их прокладки.
Внутренние трубопроводы с диаметром сечения от 50 до 200 мм прокладываются с уклоном от 0.008 до 0.035 градусов. Для дворовых коммуникаций (125, 150 мм) требуется уклон от 0.007 градусов. Для его определения используется специальный прибор — электронный нивелир. Между трубой и стенками траншеи насыпают песок, а затем его утрамбовывают. Так удается защитить трубопровод от возможных деформаций.
Важно помнить о правилах монтажа при монтаже открытых и закрытых технических коммуникаций. Их несоблюдение может привести к раннему выходу из строя трубопровода, возникновению протечек, крупных засоров и прочих проблем. Также нельзя забывать о требованиях безопасности.
При прокладке трубопроводов под дорогами и другими препятствиями в принципе возможны два основных способа производства работ – открытый и закрытый. При открытом требуется отрыть поперек дороги траншею, разрушить дорожное покрытие и остановить движение транспорта на время прокладки труб. Все это сопряжено с рядом неудобств для транспорта, пассажиров и, кроме того, влечет за собой удорожание работ, поскольку приходится восстанавливать дорожное полотно и элементы благоустройства в месте перехода.
Более перспективным является закрытый метод прокладки труб под дорогами, не требующий выемки траншей. При прокладке труб бестраншейными способами вначале под дорогой устраивают защитные кожухи или футляры и затем в них прокладывают рабочие трубопроводы. Чтобы это стало возможным, диаметр кожуха (футляра) должен быть больше, чем диаметр прокладываемого трубопровода.
Для защитных кожухов (футляров) применяют стальные трубы: бесшовные горячекатаные, сварные прямошовные и спиральношовные. Горячекатаные трубы применяют только для кожухов переходов трубопроводов диаметром до 273 мм, а для трубопроводов большего диаметра используют обычно крупноразмерные сварные прямо- или спиральношовные трубы.
Длину кожуха определяют исходя из ширины дорожного полотна (или дорожной насыпи) и рекомендуемых нормативных расстояний. Защищают кожуха от коррозии асбесто- или песчаноцементными, асфальтоцементобитумными, эпоксидными или полимерными антикоррозионными покрытиями, наносимыми на их поверхность.
Закрытую прокладку труб кожухов (футляров) выполняют в основном способами прокола, продавливания, виброударными, горизонтального направленного бурения, а для прокладки коллекторов и тоннелей применяют щитовой и штольневый способы подземной проходки.
Прокол лучше применять для прокладки труб малого диаметра в глинистых и суглинистых (связных) грунтах. Ограничение диаметра прокалываемых труб обусловлено тем, что при этом способе массив грунта прокалывают способом «без удаления грунта из скважины», вследствие чего для прокола требуются значительные усилия. В связи с этим длина прокола труб не превышает 60…80 м. Эту технологию мы рассмотрим в следующей статье.
Способ продавливания с извлечением из трубы грунтовой пробки, или керна, можно применять практически в любых грунтах I…IV категорий. Он пригоден для труб диаметром 800…1720 мм при длине прокладки до 100 м.
Щитовой и штольневый способы применяют при необходимости устройства переходов трубопроводов, коллекторов и тоннелей значительного диаметра и длины.
При любом из бестраншейных способов прокладки труб вначале по обе стороны дороги отрывают рабочий и приемный котлованы, а затем монтируют соответствующие механизированные установки. Размеры рабочего котлована определяют в зависимости от диаметра прокладываемого трубопровода, глубины его заложения и конструкции направляющей рамы.
Основным оборудованием при проколе и продавливании труб являются направляющие рамы, гидравлические домкраты, нажимные патрубки, шомпола, наконечники, грунтозаборные ковши, пневмопробойники, насосы, компрессоры и др.
Выбор бестраншейного способа прокладки труб зависит от диаметра и длины трубопровода, физико-механических свойств и гидрогеологических условий разрабатываемых грунтов. Выбор способа также зависит от наличия в строительных организациях соответствующих трубопрокалывающих, продавливающих и буровых агрегатов, установок и оборудования.
Виброударный способ является наиболее современным методом прокладки стальных труб (футляров). Виброударный метод нашел широкое применение и за рубежом, и в России. Так, например, ИГД СО РАН (Россия) создал поколение пневмоударных машин для забивки в грунт труб, шпунта и выполнения ряда других специальных строительных работ. Созданы пневматические молоты «Тайфун», масса ударной части самого большого из них 1500 кг.
Одними из наиболее популярных в мире являются пневмоударные установки Grundoram производства немецкой фирмы TRACTO-TECHNIK. Фирма разработала большой диапазон машин для забивки труб диаметром от 150 до 4000 мм и длиной до 80 м в грунтах I…V категорий (а иногда даже в грунтах VI категории – легко разрушающаяся скала), под железнодорожными путями, шоссе, реками. Возможна также вертикальная забивка труб, например, для фундаментов. С применением специального адаптера возможно использование оборудования Grundoram и для забивки опор котлована. Есть возможность использовать Grundoram и для замены разрушенных трубопроводов.
Всего существует 12 типов машин с ударной силой до 20 000 кН. Полученная ударная сила распределяется оптимально по всей длине трубы. Забивка трубы происходит со скоростью 15 м/ч. Надежное соединение между трубой и машиной обеспечивают конус-насадка, ударные сегменты (состоящие из нескольких частей) и натяжные ремни. Через два отверстия специального очищающего кегля происходит предварительное удаление земли из трубы.
Технические и экономические преимущества по сравнению с другими способами
• Не нужны опоры по сторонам, сверху или снизу – сокращается время приведения в рабочее состояние.
• Рабочий котлован относительно небольшой (а также незначительное перекрытие землей).
• Земля вокруг забиваемой трубы уплотняется незначительно, обволакивает трубу и защищает ее.
• Забивка трубы возможна также во влажных и каменистых почвах.
Благодаря незначительному уплотнению окружающей почвы взбухание поверхности или нарушение покрова исключены.
Опишем процесс работы на примере установки Grundoram. Эта машина работает от давления воздуха. Установка надежно соединяется с трубой через кегель, ударный сегмент и/ или очищающий кегель (или адаптер). Во время забивки земля остается внутри трубы. При применении очищающего кегля или адаптера давление земли уменьшается, и происходит частичное освобождение (рисунок по месту). Полное освобождение происходит после окончательной забивки трубы под давлением воздуха, воды или их комбинации.
Так как удаление грунта из трубы может происходить только при достаточной толщине ее стенок, работать можно при минимальном перекрытии землей и минимальной глубине строительной площадки (примерно два-три диаметра трубы), не опасаясь вспучивания или просадки грунта по трассе прокладки футляра.
Приводимая давлением воздуха машина имеет цилиндрическую форму с конусом для соединения с насаживающимся кеглем. Мини-машины имеют также задний конус. При недостатке площади или длины строительного котлована передняя часть корпуса машины может быть вставлена в трубу до заднего конуса, так что лишь конец машины (примерно 50 см) будет виден из трубы. Grundoram обычно кладут на лафет и с помощью воздушной подушки точно устанавливают по центру. Корпус машины изготавливается из цельного стального проката, что означает отсутствие слабых мест. В корпусе находится специально закаленная колба, которая приводится в движение давлением воздуха. При этом развивается огромный напор: от 900 до 20 000 кН. Чтобы уменьшить трение трубы о грунт изнутри и снаружи, режущие коронки увеличивают диаметр среза. Забивку трубы можно также облегчить, используя смазывающие режущие коронки.
Полная очистка происходит после окончательной забивки трубы. При этом существуют следующие возможности:
- выдавливание земляного стержня как единого целого давлением воды;
- выдавливание земляного стержня как единого целого давлением воздуха;
- выдавливание земляного стержня как единого целого комбинированным давлением воздуха и воды;
- размельчение и вынос земли с помощью шнекового бурения, размывающей машины, струи воды под давлением или вручную.
